第二章正常成熟血细胞的超微结构第一节红细胞红细胞:无核,胞质内无任何细胞器,因此,可以看做是一个由细胞膜围绕的、装满血红蛋白分子的囊,电镜下呈完全均匀的高电子密度结构。血小板基本结构为无核,靠细胞膜的胞质内可见微管,纵切面观,微管呈束,环胞膜周排列,横切面观,微管呈小泡结构,数个到十多个聚集于血小板两端。此外,血小板内还有小的线粒体及丰富的微丝,分布于整个胞质,以及成片......
2024-07-23
第一篇 各类血细胞的正常超微结构
第一章 各类型血细胞分化与成熟过程的超微形态学
各类成熟血细胞均由造血干细胞分化而来,人体多能造血干细胞(pluripotential heimatopoietic stem cell,PHSC)是人类造血组织中一种兼具淋巴系和髓系细胞分化的多能造血细胞,是骨髓中最原始的造血细胞,此种细胞不表达髓系和淋系特异性表面抗原,但具有自我复制能力,造血干细胞分裂后,其中大多数细胞仍处于静止期并保持干细胞特征,少数则进入增殖周期,并在多种造血生长因子作用下,其细胞特征逐步发生改变,而向各系列细胞分化,从而增殖、分化为红系、髓系及巨核系的前体细胞,继而逐步成熟为各种成熟细胞。造血干细胞也是淋巴干细胞和肥大细胞干细胞的来源,兹将各细胞系细胞成熟过程中的超微形态变化特征分述如下。
第一节 红细胞系列
在促红细胞生成素(erythropoietin)的刺激下,对促红细胞生成素敏感的干细胞经历一系列的分化,从原红细胞、早幼红细胞、中幼红细胞、晚幼红细胞到网织红细胞等几个阶段。
原红细胞(proerythroblast):原红细胞直径约为20~25μm,细胞呈圆形或不规则圆形,核大而圆,约占细胞的80%,核内染色质呈分散状或轻度聚集,有1~2个较大的核仁,胞质内多聚核蛋白体十分丰富,常由2~6个核蛋白单体组成,线粒体圆形或卵圆形,可见高尔基器,但粗面内质网很少。铁蛋白分子呈单个散在分布,糖原含量不等,细胞边缘易见噬铁蛋白现象(rhopheocytosis)。
早幼红细胞(early erythroblast):早幼红细胞较原红细胞略小,直径约为15~18μm,核大而圆,约占细胞的80%,核内异染色质已凝集成粗网状,核仁少见,胞质内多聚核蛋白体丰富,线粒体及内质网少,可见一个或多个高尔基器,或多个胞饮小泡,铁蛋白成分或聚集于膜绕的泡中或游离存在。此阶段细胞内已合成一定数量的血红蛋白(图1-1,图1-2)。
中幼红细胞(mediate erythroblast):较早幼红细胞略小,直径约为10~15μm,核内异染色质明显增加,并呈较粗大的团块状聚集,无核仁,胞质内已合成较多的血红蛋白,细胞边缘可见噬铁蛋白现象,胞质内可见单个铁蛋白分子和含铁小体(siderosome),细胞内细胞器明显减少(图1-3,图1-4)。
晚幼红细胞(late erythroblast):胞质内已合成大量血红蛋白,电镜下细胞边缘呈不规则形为其特征。核明显缩小并移向细胞一端,准备排出胞外。胞质内血红蛋白明显增加并含有较多铁颗粒,呈高电子密度,细胞内细胞器明显减少(图1-5)。
图1-1 早幼红细胞:示中心体及高尔基器×9000
图1-2 早幼红细胞:胞质内已合成一定量血红蛋白,可见含铁小体,线粒体聚集细胞一侧×12000
图1-3 中幼红细胞:胞核异染色质明显增加,无核仁,胞质内已合成较多血红蛋白×6300
图1-4 中幼红细胞:示胞质内含有一些含铁小体,细胞器明显减少或无×12000
图1-5 晚幼红细胞:胞核移向细胞一侧准备排出胞外,胞质内已合成较多血红蛋白,呈高电子密度×12000
图1-6 网织红细胞:细胞核已被排出,细胞形不规则,细胞一端呈现不规则胞质突起×20000
图1-7 示不同时期红细胞有丝分裂×13500
图1-8 示不同时期红细胞有丝分裂×12600
图1-9 示不同时期红细胞有丝分裂×13500
网织红细胞(reticulocyte):细胞核已被排出,细胞形不规则,在细胞的一端呈现一些不规则的胞质突起,此端乃细胞核排出的部位。网织红细胞胞质内除含有大量血红蛋白外,尚可见少量残存的细胞器,但已无内质网。网织红细胞仍保持合成血红蛋白的能力,担负着继续合成成熟红细胞血红蛋白的约20%,此外还担负着对残余无用细胞器的自噬和排除功能(图1-6)。
附:红细胞发育过程中,细胞有丝分裂图(图1-7,图1-8,图1-9)。
第二节 中性粒细胞系列
在骨髓内,髓母细胞一般约经过3~5次有丝分裂而发育成早幼粒细胞、中幼粒细胞和晚幼粒细胞,以后进一步发育成杆状核粒细胞及分叶核粒细胞。
髓母细胞(myeloblast):很难与其他系母细胞相区别,其细胞体积较小,直径约10μm,圆形,具高的核质比。核大而圆,核内以常染色质为主,核仁突出,常为3~5个,胞质稀少,一般无任何颗粒,或仅见极少电子致密颗粒,游离多聚核蛋白体丰富,可见少数呈长条索状分散内质网,小的中心体及高尔基器位于核附近,线粒体位于胞质另一侧(图1-10,图1-11,图1-12)。
早幼粒细胞(promyelocyte):较髓母细胞大,直径约为15μm,核圆形或呈不规则圆形,核仁明显,1~2个。胞质内粗面内质网数增加,高尔基器体积增大,最突出的变化是胞质内出现少量颗粒,不成熟颗粒内含絮状物,随颗粒不断成熟而变得致密和均质化,这种颗粒即光镜下的嗜天青颗粒(azurophilic granules),或称A颗粒。有的颗粒内还含有结晶样包含体(crystalline inclusion)。成熟A颗粒含有髓过氧化物酶,此外还含有酸性磷酸酶及其他溶酶体酶,因此,属溶酶体性质(图1-13)。
图1-10 原始粒细胞:核大,以常染色质为主,核仁突出,胞质内见有两个不明显小颗粒×11000
图1-11 原始粒细胞:具高的核质比,核以常染色质为主,核仁明显,胞质内可见呈长条索状内质网及少数小的电子致密颗粒×13000
图1-12 原始粒细胞:髓过氧化物酶(MPO)染色,核膜及细胞器呈MPO阳性×12000
图1-13 较后期早幼粒细胞:核卵圆形,异染色质开始聚集,胞质内粗面内质网增加和出现较多A颗粒×16000
图1-14 中幼粒细胞:核变长并出现凹陷,异染色质沿核周聚集,胞质内除含有A颗粒外,还含有少量较小的S颗粒以及少量糖原颗粒×14000
图1-15 晚幼粒细胞、杆状核细胞:在此切面观,核已分开,胞质内除含有A颗粒外,已出现较多S颗粒,糖原颗粒较丰富,高尔基器清晰可见×11000
中幼粒细胞(myelocyte):较早幼粒细胞略小,直径约12μm,核变长并出现凹陷,已有异染色质的聚集,此阶段细胞胞质内除含有A颗粒外,还有一种新产生的过氧化物酶阴性颗粒即特异颗粒(specific granules)或称S颗粒,呈圆形或棒状,较A颗粒为小,此种颗粒为过氧化物酶阴性,故不属溶酶体。成熟S颗粒中含有碱性磷酸酶、溶菌酶和许多其他的酶。在此发育阶段,胞质内以A颗粒为主,随细胞进一步发育过程中,A颗粒逐渐减少,S颗粒则不断增加。此外,尚可见第三种颗粒,其数量很少,形小而多形,颗粒中常见晶形结构。此阶段细胞内开始出现糖原,但数量甚微(图1-14)。
晚幼粒细胞(metamyelocyte)和杆状核粒细胞:这两种粒细胞在电镜下很难严格加以区分,前者细胞体积较杆状核粒细胞略大,杆状核粒细胞的核进一步发育乃形成分叶核的早期阶段,核仁消失,两种细胞胞质内均有两种或三种颗粒存在,糖原较丰富(图1-15)。
第三节 嗜酸性粒细胞系列
嗜酸性粒细胞的发育过程与中性粒细胞发育过程基本相似,但细胞较中性粒细胞大,其发育过程大致可分为嗜酸性早幼粒、嗜酸性中幼粒和嗜酸性晚幼粒三个阶段。(www.chuimin.cn)
嗜酸性早幼粒细胞(eosinophilic promyelocyte):细胞核大、圆形或卵圆形,主要由常染色质组成,可见1~2个核仁。胞质内有丰富的核蛋白体,高尔基器十分发达,具小的线粒体,胞质内出现少量电子均质颗粒,颗粒大而圆,一般无结晶核芯(图1-16)。
嗜酸性中幼粒细胞(eos inophi l i cmye l ocy te):细胞核开始变小和出现凹陷,核仁已不常见,细胞器亦较嗜酸性早幼粒细胞减少,胞质内除电子均质颗粒数增加外,同时又出现第二种形态颗粒,后者内含特有的结晶核芯,两种颗粒均含有酸性磷酸酶和过氧化物酶,因而可视为溶酶体(图1-17)。
图1-16 嗜酸性早幼粒细胞:细胞核卵圆形,可见两个明显核仁,高尔基器十分发达,胞质内电子致密颗粒大而圆,仅有极少数颗粒,颗粒内有结晶核芯×13000
图1-17 嗜酸性早幼粒细胞:细胞核卵圆形,可见两个明显核仁,胞质内出现具结晶核芯颗粒×14000
图1-18 嗜酸性中、晚幼粒细胞:细胞核凹陷向分叶核发展,核仁消失,胞质内细胞器减少,开始出现糖原,具核芯颗粒增多×14000
图1-19 嗜酸性中、晚幼粒细胞:细胞核凹陷向分叶核发展,胞质内细胞器减少,开始出现糖原,具核芯颗粒增多×15000
嗜酸性晚幼粒细胞(eosinophilic metamelocyte):细胞核进一步凹陷,向分叶核发展,核仁消失,胞质内细胞器进一步减少。至此阶段胞质内已出现糖原颗粒,具结晶核芯的嗜酸性颗粒数目明显增多,均质无核芯颗粒则较少(图1-18,图1-19)。
第四节 嗜碱性粒细胞系列
嗜碱性粒细胞的成熟过程一般与嗜酸性粒细胞和中性粒细胞相似,但在其整个发育过程中,胞质内的嗜碱性颗粒基本上未见明显变化。嗜碱性早幼粒细胞(basophilic promyelocyte)核大,呈圆形,常染色质占绝对优势,胞质含丰富的核蛋白体,胞质颗粒少。随着细胞发育,胞质内颗粒逐渐增多,直至嗜碱性晚幼粒细胞(basophilic metamyelocyte)阶段,大而电子致密的均质颗粒几乎占整个胞质范围。由于嗜碱性粒细胞颗粒较难固定,在标本制作过程中,其中所含成分常被抽除,因而部分颗粒内容物或多或少被抽除,从而留下空的或仅含部分絮状物的泡状结构。细胞核内异染色质沿核膜下呈粗块状聚集,此阶段,胞质内出现较多糖原(图1-20,图1-21)。
图1-20 幼嗜碱性粒细胞:核大,圆形,胞质内有大小不等电子致密颗粒,由于嗜碱粒细胞颗粒内物质在标本固定时易被抽除,故颗粒外留下大的空亮区×16000
图1-21 幼嗜碱性粒细胞:胞质内有大小不等电子致密颗粒,外有空亮区×10000
第五节 单核细胞系列
单核细胞在骨髓中的发育过程需经受核和胞质两个方面的变化。核的变化包括染色质的分布及核的形态改变,胞质变化主要在于胞质内颗粒的改变,这种改变主要体现在颗粒内所含酶的成分不同,而形态上却未发生多大的改变。
单核母细胞(monoblast):形态上很难与原粒细胞相区别,只有当细胞发育到较后时期,即原单向幼单发育阶段时,胞质内出现了少数颗粒,两者方可区别。颗粒内含有过氧化物酶和酸性磷酸酶,性质上类同中性粒细胞的A颗粒,但远较中性粒细胞的A颗粒小,且电子致密。
前单核细胞(promonocyte)或称幼单核细胞:细胞体积较大,直径约10~16μm细胞表面出现较多微绒毛突起和较多微胞饮泡,胞核凹陷,这是原单向幼单发育过程中的一个重要标志,发育更晚期,核可呈马蹄形,一至几个核仁,高尔基器十分发达,胞质颗粒增多,其他细胞器改变不大,后期,胞质内出现第二种颗粒,形态上与第一种颗粒不能区别,仅在颗粒内所含酶成分不同(图1-22,图1-23,图1-24)。
图1-22 幼单核细胞:细胞表面有较多微绒毛突起及胞饮泡,核凹陷呈肾形,胞质内可见明显高尔基器和少量小的电子致密颗粒,中等数量小而圆的线粒体,粗面内质网呈短条索状×15000
图1-23 幼单核细胞:细胞表面有短而较宽胞质突起,核具浅凹陷×16000
图1-24 幼单核细胞:细胞表面有少量微绒毛突起,核具浅的凹陷,肾形,核仁明显,胞质内高尔基器发达,可见少量电子致密颗粒,粗面内质网呈短条索状×27000
第六节 巨核细胞系列
巨核细胞是产生血小板的母细胞,它的发育成熟过程亦即血小板的产生过程,在其整个发育过程中,胞质的变化与血小板的成熟过程一致。
巨核母细胞(megakaryoblast):在发育早期与原粒细胞相似,细胞圆形或卵圆形,核大而圆,占据细胞的大部分,随着细胞的不断发育,体积逐渐增大,核形成凹陷,异染色质开始聚集成丛,可见多个核仁,胞质内粗面内质网呈短管状,高尔基器发达,线粒体小而圆,此阶段与其他母细胞相区别仍有一定困难。
幼巨核细胞(promegakaryocyte):细胞体积逐渐增大,外形不甚规则,核开始分叶,异染色质呈丛状,核仁逐渐变得不明显,高尔基器十分发达,胞质内出现血小板分界膜系统(demarcationmembrane system),由细胞膜内陷形成。此发育阶段,胞质内出现少量糖原及特异颗粒(图1-25)。
颗粒巨核细胞(granularmegakaryocyte):细胞具分叶的核,血小板分界膜系统发达,胞质颗粒增多,圆形,质地均匀,此即血小板颗粒(图1-26,图1-27)。
图1-25 幼巨核细胞:核不规则,以常染色质为主,胞质内已出现血小板分界膜系统及少量细小颗粒×10000
图1-26 颗粒巨核细胞:细胞具分叶的核,胞质内有明显分界膜系统及大量小电子致密颗粒×4500
图1-27 颗粒巨核细胞的一部分,示分界膜系统及特异颗粒×16000
第七节 淋巴细胞系列
淋巴细胞(lymphocyte)是体内极为复杂的、不均一的细胞群体,它包括若干形态上相似而功能上不同的亚群,以大的细胞群体而言,淋巴细胞又分为T细胞、B细胞、NK细胞、K细胞系。B细胞还可进一步分为若干具不同表面标志及不同功能的亚群,因而淋巴细胞具高度异质性,单纯从形态学上是很难将其加以区分的。
T、B淋巴细胞均来源于骨髓多能干细胞,其中的淋巴样干细胞分化为T细胞和前B细胞,前T细胞在胸腺内分化成熟为T细胞,经血流分布至外周免疫器官的胸腺依赖区定居,并可经血流到组织,再经淋巴到血流周游全身。前B细胞则在各骨髓中,经不成熟B细胞而发育为成熟B细胞,然后离开造血组织,进入外周淋巴组织,并在抗原刺激下活化、增生、分化为浆细胞。前B细胞在形态上可区分为迅速分裂的大细胞型和缓慢分裂的小细胞型两种(图1-28,图1-29,图1-30)。
图1-28 前淋巴细胞(T):具高的核质比,异染色质呈团块状沿核周分布,核仁明显,细胞表面光滑,胞质内可见中心粒及高尔基器×20000
图1-29 前淋巴细胞(T):具高的核质比,异染色质呈团块状沿核周分布,核仁明显,细胞表面有少量微绒毛突起,胞质内除游离核蛋白体丰富外,其余细胞器十分简单×8000
图1-30 前淋巴细胞(B):核形较规则,异染色质沿核周分布,核仁大而明显,细胞表面有微绒毛突起,胞质内有呈长条索状粗面内质网×20000
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